Конец прекрасной эпохи

В комнате с белым потолком,
С правом на надежду...
И. Кормильцев

Появление ветрогенераторов мегаваттного класса в конце ХХ века привело к увеличению ежегодного прироста установленных мощностей примерно вдвое, но после 2001 года рост прироста остановился, как можно видеть на диаграмме внизу (синие столбики). Возобновился он только в 2005-м, но в 2010-м вновь началась стагнация. Случилась стагнация роста, разумеется, объём же установленных мощностей всё ещё увеличивался, но его рост сменился с экспоненциального на линейный.

Накопленные установленные мощности по годам. Их ежегодный прирост.
Из отчёта GWEC за 2010 г.

Смена тенденции становится очевидна при рассмотрении последующего хода событий. Внизу приведены диаграммы (цвета столбиков за семь лет поменялись), аналогичные предыдущим и взятые из того же источника, GWEC (Global Wind Energy Council -- Всемирный совет по ветроэнергетике). Любопытно, что не смотря на то, что данные исходят из одного и того же источника, они слегка разнятся в промежутке 2005-2010 гг.. Такое разночтение также указывает на начавшиеся кризисные процессы. Отчасти, вероятно, разночтения связаны с экстенсивным распространением ветроэнергетики в мире, в Китае, в первую очередь. Китай страна не слишком открытая, статистику по Китаю трудно собирать, а потом приходится её подчищать, просто уже потому, что не то и не так учли, даже без всякой злонамеренности.

Тоже самое по данным GWEC за 2017 г.

Мы видим, что начиная с 2009 года рост оставался практически постоянным, а 2013 году случился локальный минимум. Этот год следует понимать как окончание детства ветроэнергетики. Она уже более не нуждалась в поблажках и попечительстве, стала на равных конкурировать с прочими отраслями энергетики. Можно даже указать конкретную дату завершения становления ветроэнергетики: 1 июня 2014 года.

Разумеется, эта дата условная, как и конец истории ветроэнергетики. Тот, кто читал книгу Ф. Фукуямы "Конец истории", понимает, что наше восприятие конца истории отчасти связано с её циклическим ходом, а в другой части с нашим литературным восприятием истории как таковой. В каждой истории мы привыкли видеть драматургию с её завязкой, кульминацией и развязкой. Всё то, что хорошо нам известно по сцене, и то, чего никогда не бывает в реальной жизни. История процесс непрерывный. Поэтому в указанную дату никто не заметил конца истории ветроэнергетики (все были заняты другими вещами), но мы можем его отметить задним числом.

Кстати, о бренте. Если сравнить рост его цены в период с середины двухтысячных годов до конца десятилетия, то можно обнаружить некоторое сходство с ростом устанавливаемых мощностей ветрогенерации. Однако, я бы не стал останавливаться на этом сходстве, и без него всё хорошо. Аннушка уже пролила своё масло, как говорится. Лучше посмотрим на причины сокращения роста.

Во-первых, конструкция ветряков приблизилась к совершенству, поэтому исчезла возможность сильно выигрывать на новых моделях. В прежние годы рост установленных мощностей в значительной степени обуславливался ростом мощности самих ветряных турбин. Теоретически мощность ветряка "датского стандарта" может достигать примерно 20 МВт, дальнейший рост проблематичен, поскольку упирается в ограничения и материалов, и компоновки (схемы) машины. К 2014 году мощность ветряных турбин уже перевалила за 5 МВт. Казалось бы, впереди ещё есть резерв, но что такое 4 раза по сравнению с несколькими сотнями раз с начала современной ветроэнергетики (тренировочный ветряк Твинд имел мощность 20 кВт)? Уже близко к насыщению, поэтому за первое десятилетие XXI века мощность турбин возросла всего в пару раз, в то время как за предыдущее по меньшей мере впятеро. Здесь имеются в виду серийные машины, разумеется, а не опытные образцы, среди которых всегда находились опережающие своё время.

Во-вторых, ветряки стали вызвать всё больше нареканий со стороны населения и подвергаться давлению как со стороны размещения (дефицит площадок для установки, как это мы видели на примере Дании), так и с позиций экономии государственных финансов. Даже когда под ветропарки находились площадки, всё равно возникала проблема землеотведения; за всё надо платить, в том числе и за пустующую землю. Участки под ветропарками либо передавались для выпаса скота и под посев селькохозяйственный культур (англоязычный термин "ветряная ферма" больше соответствует действительности, чем "ветропарк"), либо располагались на пересечённой местности, непригодной ни для какой хозяйственной деятельности (обрывистые вершины гор и холмов). В обоих случаях требуется минимизация фундаментов ветряков, что также накладывает некоторые ограничения. Ради развлечения немного отвлечёмся от темы.

Норвежский ветряк с гидравлической трансмиссией.

В 2007 году в Норвегии взялись за развитие идеи Андрё. Частная фирма Chapdrive AS при норвежском университете науки и технологии разрабатывала проект (старт-ап, как теперь бы сказали) ветряка, чьё основное хозяйство лежало бы на земле, а на башне ротор вращал бы один только гидравлический насос, с его помощью подавая жидкость на турбину (также расположенную на земле). Турбина же вращала наземный генератор, который подавал бы напряжение на электрообрудование. У Андрё было примерно тоже самое, но с пневматикой на отрицательном давлении. Работы над проектом продолжались пару лет, но из них так ничего и не вышло, хотя ожидания были большие. За счёт такой конструкции можно было бы существенно уменьшить весовую нагрузку на башню, да и генератор был бы сохраннее в такой позиции (с механической точки зрения). Но в целом выигрыш невелик, поскольку добавляются три лишних узла: насос, турбина и трубопровод. Кроме того, не в пример тому времени, когда изобретал Андрё, в XXI веке возросли требования к площади, занимаемой ветряком. Дешевле было бы убрать хозяйство на башню, чем занимать им землю (да и сохраннее оно там было бы с антивандальной точки зрения). Даже в основании башни, где размещал турбину и генератор Андрё, места особо не осталось -- вырос объём электрооборудования, генератор стал массивнее, а башня стройнее. Хотя, кто знает, возможно, эту идею вновь возродят на каком-то этапе.

Примерно в тоже самое время в Норвегии вернулись к ещё одной старой идее, впервые реализованной норвежцем Нансеном и теоретически развитой немцем Хоннефом. К идее плавучего ветряка. По сути, обращение к ней также было продиктовано нехваткой площадей под ветропарки. Под боком у норвежцев плещется собственное Норвежское море, купаться в нём не очень, зато над ним дует чудесный ветер, в лучшие времена додувающий до Центральной Азии. Родина атлантических циклонов. Одно в нём плохо для ветряков -- глубокое оно, не в пример своему южному соседу, Северному морю. В Норвежском море на дно не опереться, глубоко становится сразу у берега. Идея оказалась плодотворной, разрабатывается до сих пор, и кое-какие успехи уже достигнуты, но пока ещё скромные. Рассказать о них следует позже.

Что же касается финансовых ограничений, то они выразились в последовательном урезании дотаций. Причём в Германии, например, размер тарифа ввели в зависимость от возраста ветропарка; "старички" за свою работу получали больше молодых. Такая дедовщина, или пенсионное обслуживание, если хотите, было призвано сгладить разницу в затратах на строительство; себестоимость установки ветрогенерации со временем снижалась. Однако снижение гарантированных тарифов вызывало беспокойство у инвесторов; ветряные турбины давно перестали быть дорогой игрушкой, они должны были окупать себя, тарифы служили гарантией возврата инвестиций в случае колебания цен, ведь окупаемость ветряных проектов по прежнему требовала многих лет. Уход от дотаций требовал появления новых инвесторов, которые могли бы подождать с возвратом средств лет десять-пятнадцать, а таковых немного даже в стабильной Европе. Но это тоже отдельная тема будущего рассмотрения.

Статистика ветроэнергетики по странам мира.
Из годового отчёта МЭА за 2014 г.

Третий потолок, к которому подошли к 2014 году, это сама генерация. Как было сказано в прошлом посте, высокая доля ветрогенерации в распределительной сети создаёт для неё проблемы, которые удаётся решать за счёт генерации других типов. Но существует некий потолок, преодолев который доля ветра в общей генерации оказывается настолько высокой, что проблему неравномерности выработки решить уже не получится никакими отрицательными ценами. Излишнюю выработку можно погасить отключив часть ветряков, но как быть в случае штиля? Только отключать потребителей, что весьма печально. Ещё во времена Юуля критическую долю определили в 15-20% от общей генерации. Правда для Дании, из-за малости которой неравномерность ветра проявляется одновременно на всей её территории. Если мы посмотрим на таблицу вверху, то увидим, что к 2014 году Дания не только успешно достигла потолка, но и преодолела его. Успех её объясняется опять же малыми размерами страны и экспортно-импортными возможностями. Неравномерность выработки электричества в Дании гасят соседние страны, Германия, Швеция и Норвегия.

Однако и в целом в Европе доля ветрогенерации к 2014 году приблизилась к критической. Испания и Португалия достигли потолка, а тройка самых больших стран; Германия, Великобритания и Франция получали от ветра около 10%. Но здесь уже наоборот -- большие размеры континента сглаживали неравномерность ветряной нагрузки, тем не менее, проблема зародилась. Тоже самое было и в США. 4,4% в таблице для этой страны могут показаться незначительными, но распределение ветрогенерации по штатам было сильно неравномерным и там, где её плотность была высокой, проблема тоже дала о себе знать. Хотя в мире оставалось ещё много места для новых ветряков, но в тех странах не спешили их устанавливать (за исключением Китая, где свои, сугубо национальные проблемы, связанные с неравномерным ростом экономики), поэтому ветрогенерация тоже сыграла роль в сокращении своего роста.

Таким образом, вышедшая из детского возраста новая промышленная отрасль столкнулась с юношескими проблемами роста. Посмотрим, как она будет их решать.

Назад

К оглавлению

Вперёд